浅析重型柴油车SCR加热系统的工作原理及检修

山东交通技师学院 丁行海，朱洪涛

重型柴油车要达到国四及以上排放标准，在尾气处理上一般要选用适合的SCR系统，该系统利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。车用尿素溶液成了重型柴油车达到国四排放及以上标准的必备用品。车用尿素溶液是指尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液，俗称汽车尿素、汽车环保尿素，在中国和欧洲称为AdBlue，在美洲称为DEF，在巴西称为ARLA32。车用尿素溶液会在环境温度低于-11.5 ℃时开始结冰，实际应用中在-20 ℃时会完全结冰。

发动机控制单元（ECU）通过环境温度传感器和尿素箱温度传感器来控制加热系统工作。如果环境温度过低或者尿素箱温度过低，ECU会先为SCR系统加热，等到（尿素箱、尿素泵、尿素管路）解冻完成后，才会发出预注命令。解冻完成后，如果环境温度一直较低，系统会保持加热，防止尿素溶液再次冻结。

S C R 加 热 系 统 有2 种方式：电加热和冷却液加热。本文所述的加热继电器属于电加热。

1 SCR加热系统的工作原理

博世DeNOx2.2系统对尿素泵和尿素管路采用电加热方式。尿素泵中有电加热装置，尿素管路的外表由加热电阻元件包裹。加热时，ECU控制加热继电器吸合，由24 V电源给加热电阻元件供电，从而实现对尿素泵和尿素管路的加热。加热控制电路如图1所示。

车辆接通点火开关后，如果环境温度过低或者尿素箱温度过低，ECU开始对尿素泵和尿素管路进行加热，ECU分别控制端子K94、端子K92、端子K50、端子K26、端子K25完成搭铁，5个加热继电器同时吸合，4个加热元件同时工作。

图1 SCR加热系统控制电路

端子K58、端子K36、端子K20监测3条尿素管路的加热电阻元件是否工作，端子K33监测尿素泵加热元件是否工作。当线路接通，加热元件正常工作时，相关端子为低电位（接近于0 V），如果某个电路没有接通，则相应的端子保持高电位（24 V），ECU会记录故障代码，同时点亮SCR系统故障指示灯，严重时会导致柴油机限扭。

2 SCR加热系统故障1例

故障现象 一辆一汽解放天V车，搭载潍柴WP12.430E40柴油机，电脑板型号为EDC17CV44/54，后处理是博世DeNOx2.2系统，仪表报SCR后处理故障。

故障诊断 接车后首先试车，确认故障现象属实。连接故障检测仪读取故障代码，读取到的当前故障代码为“P0294 尿素加热主继电器开路故障”，读取到的历史故障代码有：“P028e 尿素压力管（泵到嘴）加热电阻丝对搭铁短路”“P029a 尿素吸液管（箱到泵）加热电阻丝对搭铁短路”“P0287 尿素回流管（泵到箱）加热电阻丝对搭铁短路”。

根据故障代码描述，首先怀疑加热系统的主继电器（图1中所示继电器1）故障。该车后处理加热继电器与熔丝在驾驶室外熔丝盒里。拔下该主继电器，测量主继电器各孔的电压，测量值均正常。测量该继电器端子85与端子86间的电阻，测量值为∞ Ω，说明继电器线圈断路，主继电器的安装位置和内部线圈如图2所示。

图2 主继电器位置和内部线圈

故障排除 更换尿素加热主继电器后试车，故障现象消失，故障排除。